Cet ouvrage propose un panorama détaillé des micro et nanosystèmes autonomes en énergie, couvrant à la fois les principes mis en oeuvre et les derniers développements. Une étude approfondie d'applications dans les domaines aéronautiques, médicaux et du contrôle des bâtiments permet de dresser les grandes spécifications de tels systèmes et de leurs sous-composants. Les techniques les plus récentes de récupération et conversion d'énergie d'origine photovoltaïque, thermique et mécanique sont présentées. Un état de l'art sur les interfaces capteurs, le traitement du signal numérique et les liaisons radiofréquence, ultra-basse consommation, complète ce panorama. Enfin, des techniques d'optimisation de l'énergie au niveau du microsystème/noeud de capteur et d'un réseau de capteurs sont introduites et discutées.

Two exciting worlds of science and technology - the nano and micro dimensions. The former is a booming new field of research, the latter the established size range for electronics, and for mutual technological benefit and future commercialization, suitable junctions need to be found. Functional nanostructures such as DNA computers, sensors, neural interfaces, nanooptics or molecular electronics need to be wired to their 'bigger' surroundings. Coming from the opposite direction, microelectronics have experienced an unprecedented miniaturization drive in the last decade, pushing ever further down through the micro size scale towards submicron circuitry. Bringing these two worlds together is a new interdisciplinary challenge for scientists and engineers alike - recognized and substantially funded by the European Commission and other major project initiators worldwide. This book offers a wide range of information from technologies to materials and devices as well as from research to administrative know-how collected by the editors from renowned key members of the nano/micro community.

La microélectronique est un monde complexe dans lequel plusieurs sciences comme la physique, l’électronique, l’optique ou la mécanique, contribuent à créer des nano-objets fonctionnels. La chimie est particulièrement impliquée dans de nombreux domaines tels que la synthèse des matériaux, la pureté des fluides, des gaz, des sels, le suivi des réactions chimiques et de leurs équilibres ainsi que la préparation de surfaces optimisées et la gravure sélective de couches spécifiques. Au cours des dernières décennies, la taille des transistors s’est considérablement réduite et la fonctionnalité des circuits électroniques s’est accrue. Cette évolution a conduit à une interpénétration de la chimie et de la microélectronique exposée dans cet ouvrage. Chimie en microélectronique présente les chimies et les séquences utilisées lors des procédés de production de la microélectronique, des nettoyages jusqu’aux gravures des plaquettes de silicium, du rôle et de l’impact de leur niveau de pureté jusqu’aux procédés d’interconnexion des millions de transistors composant un circuit électronique. Afin d’illustrer la convergence avec le domaine de la santé, l’ouvrage expose les nouvelles fonctionnalisations spécifiques, tels que les capteurs biologiques ou les capteurs sur la personne.

Expansion of micro-technology applications and rapid advances in nano-science have generated considerable interest by the Air Force in how these developments will affect the nature of warfare and how it could exploit these trends. The report notes four principal themes emerging from the current technological trends: increased information capability, miniaturization, new materials, and increased functionality. Recommendations about Air Force roles in micro- and nanotechnology research are presented including those areas in which the Air Force should take the lead. The report also provides a number of technical and policy findings and recommendations that are critical for effective development of the Air Force's micro- and nano-science and technology program

Providing a detailed overview of the fundamentals and latest developments in the field of energy autonomous microsystems, this book delivers an in-depth study of the applications in the fields of health and usage monitoring in aeronautics, medical implants, and home automation, drawing out the main specifications on such systems. Introductory information on photovoltaic, thermal and mechanical energy harvesting, and conversion, is given, along with the latest results in these fields. This book also provides a state of the art of ultra-low power sensor interfaces, digital signal processing and wireless communications. In addition, energy optimizations at the sensor node and sensors network levels are discussed, thus completing this overview. This book details the challenges and latest techniques available to readers who are interested in this field. A major strength of this book is that the first three chapters are application orientated and thus, by setting the landscape, introduce the technical chapters. There is also a good balance between the technical application, covering all the system-related aspects and, within each chapter, details on the physics, materials and technologies associated with electronics. Contents Introduction. Introduction to Energy Autonomous Micro and Nano Systems and Presentation of Contributions, Marc Belleville and Cyril Condemine. 1. Sensors at the Core of Building Control, Gilles Chabanis, Laurent Chiesi, Hynek Raisigel, Isabelle Ressejac and Véronique Boutin. 2. Toward Energy Autonomous MedicalImplants, Raymond Campagnolo and Daniel Kroiss. 3. Energy Autonomous Systems in Aeronautic Applications, Thomas Becker, Jirka Klaue and Martin Kluge. 4. Energy Harvesting by Photovoltaic Effect, Emmanuelle Rouvière, Simon Perraud, Cyril Condemine and Guy Waltisperger. 5. Mechanical Energy Harvesting, Ghislain Despesse, Jean Jacques Chaillout, Sébastien Boisseau and Claire Jean-Mistral. 6. Thermal Energy Harvesting, Tristan Caroff, Emmanuelle Rouvière and Jérôme Willemin. 7. Lithium Micro-Batteries, Raphaël Salot. 8. Ultra-Low-Power Sensors, Pascal Nouet, Norbert Dumas, Laurent Latorre and Frédérick Mailly. 9. Ultra-Low-Power Signal Processing in Autonomous Systems, Christian Piguet. 10. Ultra-Low-Power Radio Frequency Communications and Protocols, Eric Mercier. 11. Energy Management in an Autonomous Microsystem, Jean-Frédéric Christmann, Edith Beigne, Cyril Condemine, Jérôme Willemin and Christian Piguet. 12. Optimizing Energy Efficiency of Sensor Networks, Olivier Sentieys and Olivier Berder.

Ce livre propose une synthèse des recherches - des concepts jusqu'aux applications - sur les matériaux artificiels, incluant les cristaux photoniques et les métamatériaux. Il expose les enjeux de performance et les défis de fabrication (jusqu'à l'échelle du nanomètre) pour l'exploitation des effets d'ultra-réfraction ou de réfraction négative induits par l'ingénierie généralisée ou localisée de la dispersion sur l'ensemble du spectre électromagnétique (des micro-ondes à l'optique en passant par le térahertz et l'infrarouge). Didactique, Matériaux artificiels analyse les possibilités de l'optique de transformation tels que les mirages optiques, les lentilles parfaites, les tapis magiques et les capes d'invisibilité. Présentés comme potentiels précurseurs de nouveaux systèmes de contrôle de la propagation des ondes et/ou d'imagerie pour les domaines des télécommunications, de la biologie ou de la médecine, ils permettent d'identifier les principaux verrous théoriques et technologiques actuels.

This tutorial book offers an in-depth overview of the fundamental principles of micro/nano technologies and devices related to sensing, actuation and diagnosis in fluidics and biosystems. Research in the MEMS/NEMS and lab-on-chip fields has seen rapid growth in both academic and industrial domains, as these biodevices and systems are increasingly replacing traditional large size diagnostic tools. This book is unique in describing not only the devices and technologies but also the basic principles of their operation. The comprehensive description of the fabrication, packaging and principles of micro/nano biosystems presented in this book offers guidance for researchers designing and implementing these biosystems across diverse fields including medical, pharmaceutical and biological sciences. The book provides a detailed overview of the fundamental mechanical, optical, electrical and magnetic principles involved, together with the technologies required for the design, fabrication and characterization of micro/nano fluidic systems and bio-devices. Written by a collaborative team from France and Korea, the book is suitable for academics, researchers, advanced level students and industrial manufacturers.